連接零件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)全套圖紙

1、學(xué)號(hào)0000000000000000000課 程 設(shè) 計(jì)（論 文）連接零件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)教 學(xué) 系：機(jī)電工程指導(dǎo)教師：*專業(yè)班級(jí)：成型1081學(xué)生姓名：摘要本論文應(yīng)用所學(xué)專業(yè)理論課程和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行了冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容。本設(shè)計(jì)采用落料沖孔復(fù)合模，模具設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)便易行。落料沖裁效果好，能極大地提高生產(chǎn)效率。本設(shè)計(jì)主要工序包括：沖孔和落料。本設(shè)計(jì)分別論述了產(chǎn)品工藝分析，沖壓方案的確定，工藝計(jì)算，模板及主要零件設(shè)計(jì)，模具裝配等問題。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是確定復(fù)合模內(nèi)型和結(jié)構(gòu)形式以及工藝性，繪制模具總圖和非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖

2、。我覺得通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，達(dá)到了這樣的目的：1.綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我們獨(dú)立工作的能力。2.鞏固與擴(kuò)充所學(xué)有關(guān)冷沖模具設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，懂得了怎樣分析零件的工藝性。3.掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，同時(shí)對(duì)相關(guān)的課程進(jìn)行了全面的復(fù)習(xí)，使獨(dú)立思考能力有了提高等。關(guān)鍵詞：冷沖壓、沖裁、復(fù)合模、落料目錄前言11 設(shè)計(jì)任務(wù)書22 工藝方案分析及確定32.1 零件的工藝分析32.2 工藝方案的確定32.3 排樣的確定33

3、 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算53.1 沖壓力與壓力中心的計(jì)算53.2 工作零件刃口尺寸計(jì)算73.3 工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其他模具結(jié)構(gòu)零件73.4 沖壓設(shè)備的選用94模具總裝圖115模具的裝配15總結(jié)16致謝17參 考 文 獻(xiàn)18前言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要，模具已成為現(xiàn)代化不可缺少的工藝裝備，模具設(shè)計(jì)是模具專業(yè)一個(gè)最重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，是我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，通過對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用，使學(xué)生對(duì)模具從設(shè)計(jì)到制造的過程有了一個(gè)基本的了解和認(rèn)識(shí)，為以后的工作及進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)的主要目的有兩個(gè)：一是讓學(xué)生掌握查閱查資料手冊(cè)的能力，能夠熟練的運(yùn)用工程軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。二是

4、掌握模具設(shè)計(jì)方法和步驟,了解模具的加工工藝過程。 本文是連接板落料、沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)說明書，結(jié)合模具的設(shè)計(jì)，廣泛聽取各位人士的意見，經(jīng)過多次修改和驗(yàn)證編制而成。為了達(dá)到設(shè)計(jì)的規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化和合理性，本人通過查閱多方面的資料文獻(xiàn)，力求內(nèi)容簡(jiǎn)單扼要，文字順通，層次分明，論述充分。文中附有必要的插圖和數(shù)據(jù)說明。2 工藝方案分析及確定2.1零件的工藝分析要全套圖紙的按住Ctrl點(diǎn)擊這里：要學(xué)CAD該圖紙的住Ctrl這里圖2.1沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設(shè)計(jì)是否合理。一般來講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當(dāng)

5、然工藝性的好壞是相對(duì)的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù)水平和設(shè)備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸等是確定沖裁件工藝實(shí)應(yīng)性的主要因素。根據(jù)這一要求對(duì)該零件進(jìn)行工藝分析如下：1材料:該沖裁材料為Q235鋼，厚1mm。具有良好的可沖壓性。2零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比較適合沖裁。3尺寸精度：只有孔心距精度要求較高故采用IT11級(jí)，其余均采用14級(jí)。2.2工藝方案的確定確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案，應(yīng)進(jìn)行全面的工藝分析分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，選擇一個(gè)最佳的合理沖壓工藝方案。該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本

6、工序,可以采用以下3種工藝方案：(1)先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。(2)落料-沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。(3)沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案（1）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量的生產(chǎn)要求。方案（2）和方案（3）對(duì)于該零件都可以采用，但由于孔心距尺寸精度要求高，為更好地保證尺寸精度，最后確定用復(fù)合沖裁的方式進(jìn)行生產(chǎn)，為便于操作，所以采用正裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)及彈性卸料方式。2.3 排樣的確定在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。2.3.1 沖

7、裁件的排樣排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用），與沖件的外形有很大關(guān)系。根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應(yīng)的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種。考慮到該制件的生產(chǎn)綱領(lǐng)與加工條件，采用條料加工有余料的排樣。排樣圖見右圖2.1：圖2.12.3.2 材料利用率衡量材料經(jīng)濟(jì)利用的指標(biāo)是材料利用率。一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為=（2.1）式中： A沖裁件面積（包括沖出小孔在內(nèi)）（mm2）；B條料寬度（mm）；S進(jìn)距（mm）.=55×23-10×10×3.14-4×4×

8、3.14+10×10 50×3=49.7%一張板料上總的材料利用率為： =式中： N張條料上的沖件總數(shù)目； L板料長(zhǎng)度（mm）；W板料寬度（mm）；A沖裁件面積（mm2）；查板材標(biāo)準(zhǔn).選600mmx2000mm的鋼材,每張鋼板可剪裁為13張條料每張條料可沖86個(gè)工件: =47.3%2.3.3 搭邊排樣時(shí)，沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。搭邊數(shù)值取決于以下因素：（1）工件的尺寸和形狀。（2）材料的硬度和厚度。（3）排樣的形式（直排、斜排、對(duì)排等）。（4）條料的送料方法（是否有側(cè)壓板）

9、。（5）擋料裝置的形式（包括擋料銷、導(dǎo)料銷和定距側(cè)刃等的形式）。搭邊值一般是由經(jīng)驗(yàn)再經(jīng)過簡(jiǎn)單計(jì)算確定的。查表28得搭邊值：a=2.5mm，a1=3mm ，故取搭邊值為：a=2.5mm，a1=3mm。3 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1沖壓力與壓力中心的計(jì)算沖裁方式與沖壓力的計(jì)算：當(dāng)一次沖裁完成以后，為了能夠順利地進(jìn)行下一次沖裁，必須適時(shí)的解決出件、卸料及排除廢料等問題。選取的沖裁方式不同時(shí)，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因此沖裁方式將直接決定沖裁模的結(jié)構(gòu)形式，并影響沖裁件的質(zhì)量。沖裁力的計(jì)算計(jì)算沖裁力的目的是為了確定壓力機(jī)的額定壓力，因此要計(jì)算最大沖裁力。則沖裁力可按下式計(jì)算：F=A(3.1)式中：

10、A為剪切斷面面積，為板料的抗剪強(qiáng)度?？紤]到刃口的磨損、間隙的波動(dòng)、材料力學(xué)性能的變化、板料厚度的偏差等因素的影響，可取安全系數(shù)為1.3，于是在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計(jì)算：F=1.3LT （3.2）式中 ：L 沖裁輪廓的總長(zhǎng)度(mm);T板料厚度(mm);板料的抗剪強(qiáng)度(MPa)。經(jīng)查資料取=380，將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入，得沖裁力為：落料：F=1.3×（2×3.14×8+30×2）×1×380=54.49KN沖孔：F=1.3×2×3.14×4×2×380=24.80KN卸料力、推件力的計(jì)算由于

11、影響卸料力、推件力的因素很多，無法準(zhǔn)確計(jì)算。在生產(chǎn)中均采用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：FQ1=K1F(N) （3.3）FQ2=K2nF (N) （3.4）式中：FQ1、FQ2分別為卸料力、推件力；K1 、K2分別為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)，其值見表3.1n同時(shí)卡在凹?？變?nèi)的工件或廢料數(shù)， F沖裁力（N），按式（3.1）計(jì)算。表3.1卸料力、推件力系數(shù)表材料厚度（mm）KKK單個(gè)凸模沖裁級(jí)進(jìn)模沖孔落料多凸模沖孔<11550.020.060.060.080.080.100.050.080.100.120.120.150.010.120.120.150.150.200.050.100.070.14查表3.

12、1得K1=0.12 K2=0.08。代入公式得：卸料力FQ1=K1F=54.49×0.12=6.52KN推件力FQ2=K2nF=0.08×22.451=1.98KN 總沖裁力的計(jì)算根據(jù)工件的要求已及對(duì)模具的要求，故選總沖壓力為：F總=F落+F沖+F卸+F推=54.49+24.80+6.52+1.98=87.79KN3.1.5 壓力中心的計(jì)算該零件是對(duì)稱的，所以壓力中心在該零件的幾何中心。3.2 工作零件刃口尺寸計(jì)算落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計(jì)算，落料凸模按間隙值配置。沖孔部分以沖孔凸模為基準(zhǔn)計(jì)算，沖孔凹模按間隙值配制。既已落料凹模、沖孔凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值配制。具體刃口

13、尺寸計(jì)算見下表：基本尺寸及分類沖裁間隙磨損系數(shù)計(jì)算公式制造公差計(jì)算結(jié)果落料凹模工件公差為IT14級(jí),故X=0.5凸凹模同上同上10.28沖孔凸模f 80-0.36同上同上同上 dT =8.180-0.09孔心距30±0.02同上X=0.75Ld±0.0153.3 工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其他模具結(jié)構(gòu)零件3.3.1凹模尺寸凹模厚度 H=Kb(15mm)=16mm凹模邊緣壁厚 C(1.5-2)Hmm查標(biāo)準(zhǔn)JB/T 6743.1-94；凹模寬100mm。因此確定凹模外形尺寸為100×100×20mm，表3.2凹模厚度系數(shù)K tb12500.350.4250-1000

14、.220.283.3.2 凸凹模尺凸凹模長(zhǎng)度：L=h1+h2+h =20+10+20=50mm其中h1：凸凹模固定板厚度； h2：卸料板厚度 h：增加高度（包括凸凹模進(jìn)入凹模的深度，彈性元件安裝高度）。3.3.3 沖孔凸模尺寸沖孔凸模尺寸：L凸=h1+h2+h3 =12+12+20=44mm式中：h1凸模固定板厚度，h2空心墊板厚度，h3凹模板厚度。3.3.4 其他模具結(jié)構(gòu)零件根據(jù)凹模零件尺寸，結(jié)合倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，查JB/T 2885.1-94，確定其他模具結(jié)構(gòu)零件，如下表所示：序號(hào)名稱長(zhǎng)×寬×厚材料數(shù)量1上墊板100×100×84512凸模固定板

15、100×100×124513空心墊板100×100×124514卸料板100×100×104515凸凹模固定板100×100×20451根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)尺寸,結(jié)合倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，查JB/T 2855.5-94選取后側(cè)導(dǎo)柱100×100標(biāo)準(zhǔn)模架一副。3.3.5典型零件加工工藝方案如下以凹模板的加工為例，典型零件的加工工藝為：備料熱處理磨平面鉗工磨平面熱處理線切割。工藝過程如表3.3 。表3.3 凹模板加工工藝序號(hào)工序名稱工序的主要內(nèi)容1備料根據(jù)圖紙下適合的毛胚料2熱處理退火3磨平面銑(刨)六平面4鉗工

16、劃線、打螺紋孔、銷釘孔和穿絲孔5磨平面光上下平面至圖紙要求6熱處理淬火、回火達(dá)到硬度要求7線切割線割內(nèi)型,保證間隙達(dá)到要求3.4 沖壓設(shè)備的選用壓力機(jī)對(duì)模具壽命的影響也不容被忽視。壓力機(jī)在不加載狀態(tài)下的精度稱為靜精度，加載狀態(tài)下的精度稱為動(dòng)精度。當(dāng)壓力機(jī)的動(dòng)精度不好時(shí)，就等于用精度不好的壓力機(jī)進(jìn)行沖壓加工。由于測(cè)量動(dòng)精度很困難，目前還沒有壓力機(jī)動(dòng)精度的標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)廠家也只保證壓力機(jī)的靜精度。因此壓力機(jī)的動(dòng)精度一般只能根據(jù)其靜精度的好壞、框架結(jié)構(gòu)形式和尺寸以及對(duì)壓力機(jī)生產(chǎn)廠家的信任程度來推斷。根據(jù)總的沖裁力、模具閉合高度、沖床工作臺(tái)面尺寸等,故選壓力機(jī)型號(hào)為J23-10開式雙柱可傾沖床,并在工作臺(tái)

17、面上備制墊塊。其技術(shù)規(guī)格如下:表 1-2 壓力機(jī)參數(shù)型號(hào)J23-10公稱壓力/KN100最大閉合高度/mm180滑塊行程/mm45閉合高度調(diào)節(jié)量/mm35滑塊行程次數(shù)/mm-1145滑塊中心線至床身距離/mm130立柱距離/mm180工作臺(tái)尺寸/mm前后240左右370工作臺(tái)孔尺寸/mm前后130左右200直徑170墊板尺寸/mm厚度60直徑-模柄孔尺寸/mm直徑30深度55滑塊底面尺寸/mm前后-左右200床身最大可傾斜角度/(º)354模具總裝圖A- AB- B5 模具的裝配復(fù)合模是指在沖床一次行程中沖制產(chǎn)品兩道或兩道以上工序的沖模，這種模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配要求高，但由于模具生產(chǎn)率

18、高，各內(nèi)、外型面間的相對(duì)位置精度高，故廣泛應(yīng)用于精密零件的加工。本模具為落料拉深復(fù)合模，其裝配一般按下面的步驟進(jìn)行：1.裝配壓入式模柄，垂直上模座端面，裝后同磨大端面齊平。2.將拉深凸模裝在下模座上，并相對(duì)下模座底面垂直。同磨端面平齊后，作止動(dòng)螺釘孔，并安裝止動(dòng)螺釘。3.以頂件塊定心，將凹模裝在下模座上，經(jīng)調(diào)整與拉深凸模同軸后，用平行夾板夾緊，做螺釘孔和銷釘，并擰緊螺釘，配入適當(dāng)過盈的定位銷。4.將凸凹模裝在固定板上，并保持垂直，同磨大的端面齊平。5.用平行夾板將凸凹模上的固定板與上模座加緊后合模，使導(dǎo)柱緩慢進(jìn)入導(dǎo)套。在凸凹模的外圓對(duì)正凹模后，配作螺釘和螺釘過孔，并擰入螺釘?shù)灰o。用輕輕敲

19、打固定板的方法進(jìn)行細(xì)致地調(diào)整，待凸凹模和凹模的間隙均勻后，配作凸凹模固定板和上模座的銷孔，并配入相應(yīng)過盈量的銷釘。6.加工頂件塊時(shí)，外圓按凹模的孔實(shí)配，內(nèi)孔按拉深凸模的外圓實(shí)配，保持要求的間隙。裝配后，頂件塊的頂面須高于凹模而拉伸凸模的頂面不得高于凹模。7.安裝固定擋料銷和卸料板，按凹模板上的孔套在凸凹模外圓上應(yīng)于凹模中心保持一致。在用平行夾板夾緊的情況下，按凹模上的螺孔引作卸料板上的螺釘過孔，并以螺釘固緊，其它零件的裝配均符合要求后打標(biāo)記。6.總結(jié)經(jīng)過近兩個(gè)月忙碌又緊張地設(shè)計(jì)，我終于完成了老師布置的題目：連接板落料、沖孔復(fù)合模在設(shè)計(jì)的過程中，我遇到了許多的困難。首先是計(jì)算的復(fù)雜，計(jì)算毛坯直徑

20、時(shí)，涉及的尺寸很多而且還帶根號(hào)，計(jì)算量很大；還有計(jì)算拉深力、壓邊力時(shí)得查閱大量的表。其次是知識(shí)的完美結(jié)合，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，很多知識(shí)以前都沒有學(xué)過，這就需要我查閱手冊(cè)、資料，然后與我們平常所學(xué)結(jié)合到一塊，做到融會(huì)貫通。對(duì)于盒形件，還得校核角部的拉深系數(shù)。同時(shí)在設(shè)計(jì)中，我也總結(jié)了許多：1.選擇模具結(jié)構(gòu)（根據(jù)零件圖樣及計(jì)算要求，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，提出模具結(jié)構(gòu)方案分析比較，選擇最佳結(jié)構(gòu)）2.采用標(biāo)準(zhǔn)零部件（應(yīng)盡量選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及工廠沖模標(biāo)準(zhǔn)件，便模具設(shè)計(jì)典型化及制造簡(jiǎn)單化，縮短設(shè)計(jì)制造周期，降低成本）3.其它（1）定位銷 沖模中的定位銷常選用圓柱銷，其直徑與螺釘直徑相近，不能太細(xì)，每個(gè)模具上只需兩個(gè)銷釘，

21、其長(zhǎng)度勿太長(zhǎng)，其進(jìn)入模體長(zhǎng)度是直徑長(zhǎng)度的23倍（2）螺釘 固定螺釘擰入模體的深度勿太深，如擰入鑄鐵件，深度是螺釘直徑的22.5倍（3）導(dǎo)柱、導(dǎo)套 模具完全對(duì)稱時(shí)兩導(dǎo)柱的導(dǎo)向直徑不易設(shè)計(jì)得相等，避免合模時(shí)誤裝方向而損壞模具刃口，導(dǎo)套長(zhǎng)度的選取應(yīng)保證開始工作時(shí)導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套10mm15mm（4）模具行程 設(shè)計(jì)拉深模時(shí)，所選設(shè)備的行程應(yīng)是拉深深度（即拉深件高度）的22.5倍。致謝本文是在論文指導(dǎo)老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響。在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我也學(xué)到了許多有關(guān)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，對(duì)其現(xiàn)狀和未來